Жёсткое излучение

В области рентгеновского и гамма-излучения на первый план выступают квантовые свойства излучения.

Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов. Гамма-излучение появляется в результате процессов, происходящих внутри атомных ядер, а также в результате превращения элементарных частиц. Оно появляется и при торможении быстрых заряженных частиц.

Электромагнитное излучение. Свет как один из видов электромагнитного излучения

Электромагнитное излучение - распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояние) электромагнитного поля.

Принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников – движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.

Электромагнитные излучения подразделяются на:

• Радиоволны

• Терагерцевые излучения

• Видимый свет

• Ультрафиолетовые излучения

• Рентгеновское излучение и жесткое (гамма-излучение)

Электромагнитное излучение способно распространяться практически во всех средах. В вакууме распространяется без затуханий на любые расстояния.

Характеристики:

• Частота, длина волны, поляризация

• Групповая скорость в вакууме – скорость света

• Электродинамика

• Наличие трех взаимно перпендикулярных ( в вакууме) векторов: волнового вектора, вектора напряженности электрического поля Е и вектора напряженности магнитного поля Н.

• Электромагнитные волны – это поперечные волны, в которых вектора напряженностей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространенья волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приемнику, в том числе через вакуум.

Электромагнитные волны представляют собой передачу из одних мест пространства в другие колебаний электрического и магнитного полей, создаваемых электрическими зарядами и токами.

Электромагнитные волны могут распространяться всюду, где может существовать электромагнитное поле, а значит, и в вакууме, т.е. в пространстве, не содержащем атомов.

К явлениям, обусловленным электромагнитными волнами, относится, например, с в е т. Подобно тому, как определенный диапазон частот механических колебаний воспринимается нашим ухом и дает нам ощущение звука, так определенный диапазон частот электромагнитных колебаний воспринимается нашим глазом и дает нам ощущение света.

Электромагнитные волны возникают вследствие связи между изменениями электрического магнитного полей. Всякое изменение напряженности электромагнитного поля в какой-нибудь точке пространства вызывает в смежных точках появление переменного магнитного поля, изменение которого в свою очередь порождает меняющееся электрическое поле. Именно поэтому происходит передача колебаний электрического и магнитного полей из одной точки пространства в соседние, т.е. происходит распространение электромагнитной волны.

Электрическое поле создается электрически заряженными телами, а магнитное поле окружают проводники, по которым течет электрический ток. Если электрические заряды неподвижны, то и создаваемое ими электрическое поле остается все время одним и тем же, не меняется. Если заряды движутся равномерно, то мы имеем постоянный ток, создающий постоянное магнитное поле. Таким образом, в обоих случаях электрическое и магнитное поля неизменны, а значит, и электромагнитная волна возникнуть не может.

Но при неравномерном движении электрических зарядов, в частности при всяком их колебании, а значит и при всяком переменном токе электрическое и магнитное поля будут меняться с течением времени; эти изменения передаются от точки к точке и, следовательно, распространяются во все стороны, образуя электромагнитную волну.

Теория Д.К. Максвелла :

Индукция магнитного поля, возникающего при изменении электрического поля, тем больше, чем быстрее происходят изменения электрического поля. Положение здесь такое же, как и в явлении электромагнитной индукции, где напряженность электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля, тем больше, чем быстрее меняется магнитное поле.

Таким образом, необходимым условием образования интенсивных электромагнитных волн является достаточно высокая частота электрических колебаний.

Высокая частота электрических колебаний какой-либо цепи, будучи необходимым условием для получения сильных электромагнитных полей, еще не является достаточным условием для хорошего излучения электромагнитных волн этой цепью. Причина заключается в том, что колебательный контур представляет собой почти замкнутую цепь, размеры которой малы по сравнению с длиной волны, соответствующей частоте колебаний контура. В такой цепи для каждого ее участка с одним направлением тока или знаком заряда можно подыскать другой близкий участок, в котором в тот же момент времени направление тока или знак заряда противоположны .

Для того чтобы хорошо излучать, электрическая цепь должна быть: необходимо перейти к незамкнутой (открытой) цепи, в которой либо нет участков с противофазными колебаниями, либо же расстояние между ними немало по сравнению с ʎ.

Диапазоны электромагнитного излучения

Поскольку скорость распространения излучения ( в вакуум) постоянна, то частота его колебаний жестко связана с длиной волны в вакууме.

• Радиоволны

• Микроволновое излучение

• Инфракрасное излучение (тепловое)

• Видимое излучение (оптическое) – оптическая область спектра. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся для ее исследования и разработанных исторически главным образом при изучении видимого света (линзы и зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решетки, интерференционные приборы для исследования спектрального состава излучения). Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность нагрета до 6000 К. ярко-белый свет. Излучение оптического диапазона возникает, в частности, при нагревании тел из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота, на которой находиться максимум спектра его излучения. При определенном нагревании тело начинает светиться в видимом диапазоне (каление), сначала красным цветом, потом желтым и так далее и наоборот, излучение оптического спектра оказывает на тела тепловое воздействие

• Ультрафиолетовые излучения

• Жесткое излучение